傅立叶红外光谱分析仪原理

分析仪器

　　傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）是一种基于分子振动和转动能量跃迁的物理分析方法。其基本原理是通过测量分子对红外光的吸收情况，来识别和定量分析物质的化学结构和组成。在红外光谱分析中，分子内部的原子由于化学键的伸缩和弯曲，会发生振动。这些振动可以分为伸缩振动和弯曲振动。同时，分子整体的旋转也会导致能量变化。这些振动和转动能量跃迁对应于特定波长的红外光。
　　当红外光照射到物质上时，分子中的化学键会吸收与其振动频率相匹配的红外光能量。吸收的能量使分子振动加剧，导致分子温度升高。这种吸收现象在红外光谱中表现为特定的吸收峰。红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要设备。它通过光源产生红外光，然后通过样品池照射到待测物质上。样品吸收的红外光被检测器接收，并转换为电信号，通过计算机处理得到红外光谱图。
　　傅立叶变换红外（FT-IR）光谱仪根据光的相干性原理设计，因此是一种干涉型光谱仪。它主要由光源（如硅碳棒、高压汞灯）、干涉仪、检测器、计算机和记录系统组成。大多数傅立叶变换红外光谱分析仪使用了迈克尔逊干涉仪，因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图。然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图。
　　红外光谱分析不仅可以进行定性分析，还可以进行定量分析。通过分析红外光谱图中的吸收峰，可以确定分子中的化学键类型。这种分析方法在有机化学、材料科学、药物分析等领域有着广泛的应用。通过比较标准样品和待测样品的吸收强度，可以计算出待测样品特定组分的含量。红外光谱分析原理基于分子振动和转动能量跃迁，通过红外光谱仪对物质进行定量和定性分析。
　　随着技术的进步，现代傅立叶红外光谱仪越来越小型化、便携化，并且结合了在线分析和实时监测功能，使得其在实验室和工业生产线上都能发挥重要作用。傅立叶红外光谱分析仪作为科学研究和工业质量控制的强大工具，其精准的分子识别能力使其在诸多领域中不可或缺。了解其原理、应用及技术发展，有助于我们更好地利用这一技术进行科学研究和质量控制。